高三選修化學(下)第六章元素與無機化合物

選修化學

(下) 第六章元素與無機化合物

2015 年 1 月彙編 6-1 非金屬元素及其化合物 壹、氫 一、氫氣的性質： 　 1、氫氣為無色、無臭的氣體，因難溶於水，故使用___________________收集。 　 2、熔點為－259.1℃，沸點為－252.5℃，故很難將其液化。 　 3、室溫時在空氣中很安定，但若點火則會與空氣中的氧氣劇烈反應。 二、氫氣的製備： 　 1、實驗室法： 　　 (1)實驗室需要少量的氫氣時，常以鋅和稀鹽酸或稀硫酸作用而得。 Zn(s)＋2 H＋(aq) ─→ Zn2＋(aq)＋H2 (g) 　　 (2)電解水也是實驗室製氫氣的方式之一，然過分耗費能源，不宜使用於大量製造。 2 H2O ─→ O2＋2 H2 　 2、工業製法： 工業上需要大量氫氣時，常以下面的方式製造氫氣。 　　 (1)甲烷與水蒸氣在高溫及催化劑（Ni／Al2O3）作用下，而得氫氣。 CH4 (g)＋H2O(g) Ni/Al2O3 CO (g)＋3 H2 (g) CO (g)＋H2O(g) Ni/Al2O3 CO2 (g)＋H2 (g) ∴ 1 mol 甲烷可換得 4 mol 的氫氣。 　　 (2)利用水蒸氣與灼熱的煤焦作用，而得氫氣； 產物為一氧化碳與氫氣的混合物，稱 為_________________。 C(s)＋H2O(g) △ CO(g)＋H2 (g) 說明：將水煤氣中的一氧化碳再與水蒸氣反應，會再生成二氧化碳和氫氣。 　　　 CO(g)＋H2O(g) △ CO2(g)＋H2(g) 三、氫的用途： 　 1、石油及化學工業均需要使用大量氫氣，例如工業上用哈柏法製氨，即以氫氣為原料。 N2 (g)＋3 H2 (g)　高溫高壓，Fe 2 NH3 (g) 說明：哈柏法指在高溫、高壓下，氫氣與氮氣藉由催化劑的幫助而合成氨的工業製法。 　 2、電解濃食鹽水後，產生的氫氣和氯氣若直接反應，即可產生氯化氫氣體，進一步溶於水 中即產生鹽酸。 H2 (g)＋Cl2 (g) ─→ 2 HCl (g) HCl(g)＋H2O (l) ─→ H3O＋(aq)＋Cl－(aq) 3、因氫氣有________性，冶金時，可利用氫氣還原金屬氧化物。 例如：以氫氣還原氧化銅的反應。 CuO(s)＋H2 (g) △ Cu(s)＋H2O(g) 4、氫在純氧中燃燒最高可達 3000℃，用來高溫熔接金屬。 5、可作為燃料，因其燃燒後的產物是水，無汙染，例如應用在氫氧燃料電池。 四、常見的含氫化合物及其用途如下表：

化合物 用　　途 水（H2O） 農業灌溉、溶劑及飲用等。 有機化合物 種類繁多，可作為燃料、溶劑及醫藥等。 氨（NH3） 肥料、製造其他含氮化合物及清潔劑。 氯化氫（HCl） 可溶於水製成強酸，在工業上可作為塑膠 （如PVC）原料等。 【範例1】 下列有關氫的敘述，何項正確？　 (A)在常溫常壓時，氫可和氮反應產生氨　 (B)氫與鈣反應，會產生氫化鈣　 (C)氫和空氣混合時，遇火焰會發生爆炸性燃燒　(D)氫能還原氧化銅　 (E)氫燃燒可產生高溫火焰用於熔接金屬 Ans ： BCDE 【範例2】 下列有關氫的製取與收集方法，何者正確？　 (A)實驗室最常用電解水以製取氫氣　 (B)大量生產氫氣最常用甲烷與水蒸氣在高溫下作用，再將氫從一氧化碳和氫的混合物中分離　 (C)一般收集氫氣的方法為向上排空氣法　 (D)電解濃食鹽水，陽極可製得氫氣 Ans ： B 貳、碳 一、同素異形體： 碳元素有數種同素異形體，如石墨烯、石墨、鑽石（或稱金剛石）、富勒烯等； 其中碳原 子之鍵結軌域 sp2_與sp3_{均有。碳的同素異形體之性質比較如下表。} 種類 結構 混成軌域 性質 石墨烯 單層平面網狀 _____ 是一零能量差材料，其價帶與 傳導帶有一點重疊。 種類 結構 混成軌域 性質 石墨 多層平面網狀 _____ 黑色，質軟，耐高溫，能導電 。

鑽石 （金剛石） 立體網狀 _____ 透明，硬度最大的元素，導熱 性良好，不導電，耐高溫（在 真空或缺氧的空氣中，會在 1700℃以上轉換為石墨）。 富 勒 烯 C60 立體中空球狀 _____ 球狀分子，可作潤滑劑。亦可 作為儲氫材料。C60與鹼金族形 成的化合物A3C60（其中A 代 表鹼金族元素），於20 K 下 具有超導性質。 奈米 碳管 長條中空圓柱狀 _____ 某些為導體，有些為半導體。 某些硬度大，可耐高壓。 註：富勒烯種類繁多，上表僅列出C60及奈米碳管作為參考。 二、碳的氧化物： 碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳兩種，其性質的比較如下表。 一氧化碳（CO） 二氧化碳（CO2） 性質 無色無臭氣體，有毒性，與原 血紅素結合能力較氧強。可燃 ，與氧反應生成二氧化碳。 無毒性，不可燃，不助燃。 對水溶解度 難溶於水。 微溶於水，呈酸性。 主要製法 過量的碳在空氣中高溫燃燒 2 C(s)＋O2 (g) △ 2 CO(g) (1)實驗室製法﹕大理石與______反應

　CaCO3 (s)＋2 HCl(aq)→CaCl2 (aq)＋CO2(g)＋

H2O(l) (2)工業製法﹕強熱________ 　CaCO3 (s) △ CaO(s)＋CO2 (g) 用途 燃料、冶煉鐵的還原劑、製造 甲醇、甲烷、汽油。 碳酸飲料。固態二氧化碳俗稱乾冰，可填充 救生衣，或作為冷凍劑。 說明：二氧化碳溶於水會生成少量碳酸（H2CO3），碳酸為雙質子酸，可解離為碳酸氫根 （HCO3－）及碳酸根（CO32－）。碳酸根與碳酸氫根在水中呈現鹼性且碳酸根的鹼性比 碳酸氫根_______________。

CO32－(aq)＋H2O(l) ─→ HCO3－(aq)＋OH－(aq)

三、碳酸鹽與碳酸氫鹽的比較： 　 1、碳酸根與金屬離子結合後形成碳酸鹽，如碳酸鈉（Na2CO3）及碳酸鈣（CaCO3）； 碳酸氫根與金屬離子結合後形成酸式碳酸鹽，如碳酸氫鈉（NaHCO3）及碳酸氫鈣 （Ca(HCO3)2）。 　 2、碳酸鹽與酸式碳酸鹽皆可與_________水溶液反應，產生二氧化碳。 CO32－(aq)＋2 H＋(aq) ─→ CO2 (g)＋H2O(l)

HCO3－(aq)＋H＋(aq) ─→ CO2 (g)＋H2O(l)

　 3、一般而言，碳酸鹽較能耐高溫，酸式碳酸鹽受熱易分解。 例：碳酸鈉可承受極高溫度，851℃時熔化，到 1600℃時沸騰；而碳酸氫鈉加熱到 70℃ 　　以上就發生分解反應。 　　2 NaHCO3 (s) △ Na2CO3 (s)＋CO2 (g)＋H2O(l) 【範例3】 下列有關碳的同素異形體的敘述，何者正確？　 (A)金剛石無法由人工製得　 (B)以雷射在高溫下照射石墨可得芙(富勒烯)　 (C)石墨及鑽石均為 sp3_{混成　 (D)芙(富勒烯)中的碳與鑽石中的碳之混成軌域相同} Ans ： B 【範例4】 下列有關富勒烯中的碳六十敘述，何者正確？　 (A)分子形狀為 32 面體　 (B)鍵結形式與金剛石相似　 (C)化學式為 C60，屬共價網狀固體　 (D)與石墨具有相同的導電性 Ans ： A 参、氮 一、氮氣的性質： 　 1、氮氣是無色、無臭、無味的雙原子分子，熔點為－209.9℃，沸點為 －195.8℃。 　 2、分子中兩個氮原子以_______鍵結合，因此十分穩定，不可燃， 亦不助燃。 　 3、氮氣在常溫常壓時，幾乎不與其他元素化合。但在高溫或微生物作用下，則會與部分元 素反應，將氮變成含氮化合物，稱為____________，如哈柏法製氨。 二、氮氣的製備： 　 1、實驗室中，可用__________和___________混合加熱製取氮氣。 NaNO2 (s)＋NH4Cl(s) △ N2 (g)＋NaCl (s)＋2 H2O(g)

2

　 2、工業上則將液態空氣以__________製取氮氣，因氮氣的沸點比氧氣低，所以會先逸出。 三、氮氣的檢驗方法： 　 1、利用金屬鎂在高溫下與氮氣反應生成________色氮化鎂（Mg3N2）。 3 Mg(s)＋N2 (g) △ Mg3N2 (s) 　 2、氮化鎂與水作用會生成氫氧化鎂與_________氣。 Mg3N2 (s)＋6 H2O(l) ─→ 2 NH3 (g)＋3 Mg(OH)2 (s) 　 3、氨可使潮溼紅色石蕊試紙變_______色。 四、氮氣的用途： 　 1、由於氮氣的活性小，因此在包裝中充填氮氣可使食物保存更久。 　 2、在飛機及部分汽車的輪胎中，若充填氮氣，因其與空氣相較，減少了_______及______， 可延長輪胎之使用壽命。 　 3、用來製造含氮的化合物，轉換成其它用途。 說明：無機化合物中較重要的氮化物可分為氫化物（如氨）、氧化物（如 NO、NO2， 二 者合稱為 NOx）及含氧酸（如硝酸（HNO3）、亞硝酸（HNO2））。 五、氮的化合物： 1、氨：具刺激性臭味的氣體。 　　 (1)實驗室製法，是用__________與_________（通常為氫氧化鈣）共熱。 2 NH4Cl(s)＋Ca(OH)2 (s) △ CaCl2 (s)＋2 NH3 (g)＋2 H2O(l) 產生的氨氣，用向下排氣法收集，並以濃________檢驗。 NH3 (g)＋HCl(aq) ─→ NH4Cl(s) (2)氨的水溶液或形成的銨鹽可作為肥料，氨的另一項重要用途是製造硝酸。 　 2、硝酸： 　　 (1)性質： 　　　 ①硝酸是______力很強的強酸，無色，有刺激性氣味。 說明：除了如金、鉑等少數金屬，幾乎所有金屬都可被硝酸氧化，例如銅與稀硝酸反 應，產生___________；銅與濃硝酸反應，產生____________。然而稀硝酸與 強還原劑（如鋅）作用時，會產生_________離子。

3 Cu(s)＋8 HNO3 (aq)（稀） ─→ 3 Cu(NO3)2 (aq)＋2 NO(g)＋4 H2O(l)

Cu(s)＋4 HNO3 (aq)（濃） ─→ Cu(NO3)2 (aq)＋2 NO2(g)＋2 H2O(l)

4 Zn(s)＋10 HNO3 (aq)（稀） ─→ 4 Zn(NO3)2 (aq)＋NH4NO3 (aq)＋3 H2O(l)

　　　

② 硝酸水溶液在光線照射下會分解成____________，使溶液呈現淡黃色。 4 HNO3 (aq) hv 4 NO2 (g)＋O2 (g)＋2 H2O(l)

因此放置過久的硝酸常帶淡黃色，為防止此一現象，硝酸應以_____色玻璃瓶盛裝 ③ 製備：

NaNO3 (s)＋H2SO4 (aq) △ NaHSO4 (aq)＋HNO3 (aq) 　　　 (b)工業上製造硝酸，通常採__________法，以氨為原料，使用鉑－銠合金為催化劑 ，反應過程如下。 4 NH3 (g)＋5 O2 (g)Pt-Rh 4 NO(g)＋6 H2O(l) 2 NO(g)＋O2 (g) ─→ 2 NO2 (g)

3 NO2(g)＋H2O(l) ─→ 2 HNO3 (aq)＋NO(g)

其中式 3 產生的 NO 可回收，再以式 2 的反應氧化成 NO2，重複使用。 　　 ④ 用途： 硝酸最大的用途為製造氮肥，如 NH4NO3，也可用於製造炸藥及溶解金屬。 說明：濃硝酸與濃鹽酸以體積比 1：3 混合而成的液體，俗稱_____（aqua regia） ，可溶解金或鉑等貴金屬。

　　　 Au(s)＋4 H＋(aq)＋4 Cl－(aq)＋NO3－(aq) ─→ AuCl4－(aq)＋NO(g)＋2 H2O(l)

　

3、亞硝酸鹽：

　 (1)將等體積一氧化氮與二氧化氮的混合氣體通入鹼性溶液中可得亞硝酸鹽。 NO(g)＋NO2 (g)＋2 OH－(aq) → 2 NO2－(aq)＋H2O (l)

　　 (2)亞硝酸鹽普遍存在於天然食物中，尤其是蔬菜，亞硝酸鈉因可使肉類呈紅色，且有殺 菌作用，因此可當臘肉的防腐劑。但因具有毒性，且添加亞硝酸鈉的肉類若燒焦，易 產生致癌物，因此其用量受到限制。 【範例5】 下列有關氮的敘述，何者正確？ (A)液態氮可作為低溫冷卻劑　 (B)氧的沸點高於氮的沸點　 (C)氮有同素異形體　 (D)氧分子的鍵能大於氮分子的鍵能　 (E)氮的金屬化合物溶於水皆呈酸性 Ans ： AB 【範例6】 有關硝酸的敘述，何項錯誤？　 (A)無色、有刺激性氣味的發煙液體　(B)放置過久的硝酸常呈淡黃色，是含有 NO2之故　 (C)是強酸且為強氧化劑　 (D)鋅與稀硝酸反應，會產生 NO　 Ans ： D 【範例7】 下列有關硝酸的敘述，何者錯誤？ (A)為強氧化劑　 (B)稀硝酸與鋅反應可產生氫氣　 (C)濃硝酸與銅反應生成 NO2　 (D)稀硝酸與銅反應生成 NO　 Ans ： B

肆、氧 一、氧的性質： 氧的______________包含氧氣（O2）和臭氧（O3），其中氧氣是無色無味的氣體，為非極 性分子；而臭氧則是淡藍色有臭味的氣體，屬極性分子。 二、氧氣的製備： 　 1、實驗室製法： 在實驗室中通常以___________當催化劑，加熱__________製氧。 2 KClO3 (s) MnO2 2 KCl(s)＋3 O2 (g) 或以MnO2加雙氧水亦可得氧氣。 2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l)＋O2 (g) 　 2、工業法： 　　 (1)液態空氣__________：由於氧的沸點高於氮，故氮先蒸發出來，剩餘者多為氧。 　　 (2)電解水：2 H2O (l) → 2 H2 (g)＋O2 (g)。 三、用途： 　 1、氧氣在工業上的用途主要用於煉鋼，將高壓的氧注入熔鐵中，把雜質中的硫及多餘的 碳分別變成SO2及CO2。 　 2、臭氧為氧化劑，可將 I－_氧化為I 2，因此可以將含________試紙變為藍黑色，善用此一 性質，即可檢驗生活周遭是否有臭氧存在。 例：放在影印機旁的潮溼KI 澱粉試紙，就比較容易變成藍黑色。 說明：影印機的雷射光會將空氣中的氧氣轉變為臭氧，因此影印機應置於空氣流通 處，以免影響健康。 　 3、臭氧亦可作為漂白劑及自來水消毒之用，大氣平流層中有大量臭氧，使地表生物免於 遭受大量紫外線的侵害。 O3 (g) hv O2 (g)＋O(g) 四、氧與臭氧的比較 1、臭氧之存在：臭氧存在於距地表約 13~50 公里的空中，濃度最大的地方是在 30 公里 高處(但僅為 30ppm)。臭氧是由 O2分子和極活潑的氧原子碰撞生成。 2、氧和臭氧的性質比較： O2 O3 熔點 －218℃ －192℃ 沸點 －183℃ －112℃ 路以士結構 UV(紫外光)吸收 很弱 在200~300nm 之間強烈吸 收 四、氧的化合物：

　 1、來源： 　　 (1)地殼中的主要成分如二氧化矽（SiO2）、灰石（CaCO3），重要礦產如赤鐵礦 （主要成分為Fe2O3）等都含有氧，因此氧是地殼中含量最多的元素。 　　 (2)空氣中也含有許多氧化物，如二氧化碳，或汙染空氣的 NOx 及二氧化硫等。 　 2、酸鹼性： 　　 (1)一般而言： 　　　 ①非金屬氧化物若溶於水會形成________性，如二氧化氮、二氧化硫溶於水分別產生 硝酸（HNO3）及亞硫酸（H2SO3）。 　　　 ②金屬氧化物若溶於水會形成_______性，如氧化鈉溶於水形成氫氧化鈉（NaOH） (2)少數例外： 　　　 ①如三氧化鉻（CrO3）溶於水形成鉻酸（________）或二鉻酸（__________）。 　　　 ②如難溶於水的非金屬氧化物（如SiO2…）及金屬氧化物（如 CuO…），則呈中性 【範例8】 下列有關臭氧的敘述，何者正確？ (A)臭氧的分子式為 O3　 (B)平流層的臭氧吸收陽光，可進行分解反應　 (C)臭氧及氧氣皆不具毒性　 (D) NO 會催化臭氧分解　 (E)臭氧可使碘化鉀的澱粉試紙由無色變為粉紅色 Ans ： ABD 【範例9】 下列何種方法可以得到氧？　 (A)加熱紅色的氧化汞　 (B)將鹽酸與貝殼反應　 (C)分餾液態空氣　 (D)在二氧化錳催化下，加熱氯酸鉀　(E)鹼金屬與水作用，所冒之氣泡 Ans ： ACD 【範例10】 試寫出氧氣與臭氧的路易斯結構 Ans ：略 伍、矽

一、存在與性質： 　 1、矽是地殼中含量僅次於氧的元素，通常以二氧化矽或矽酸鹽的形式存在。 　 2、矽以_______鍵結，為_______空間的網狀固體，結構與金剛石類似；為第三週期元素中 硬度、熔點及沸點最高者。 　 3、在常溫下，矽相當安定，只與氟發生激烈的反應而生成____________。 Si(s)＋2 F2 (g) → SiF4 (g) 二、矽的製備： 　 1、工業上製矽，通常以焦炭還原二氧化矽，反應可表示如下。 SiO2 (s)＋C(s) △ Si(s)＋CO2 (g) SiO2 (s)＋2 C(s) △ Si(s)＋2 CO(g) 　 2、純化矽的化學方法日新月異，通常先將矽變為氣態化合物，如矽烷（SiH4），與雜質分 離後，再令此化合物分解，使矽沉積，可得極高純度的多晶矽。 SiH4 (g) △ Si(s)＋2 H2 (g) 三、矽的應用： 矽的主要用途為製造電子組件中的___________，例如在高純度的矽中摻雜少量的IIIA 或 VA 族元素，可分別製成______型或_______型半導體。 說明：(1) p 型半導體：高純度矽中加入少量Ⅲ A 族元素，如 B、Al 之 3 個價電子元素。 　　　(2) n 型半導體：高純度矽中加入少量 VA 族元素，如 As 之 5 個價電子元素。 四、天然矽的化合物： 　 1、二氧化矽： 可視為由許多__________構成，四面體的中心是矽原子，而四個頂點皆為氧原子，每個 氧原子均為兩個四面體共用，所以石英的簡式為SiO2。 　 2、矽酸鹽： 可視為以SiO44－為基本單位搭配金屬離子所構成的物質，SiO44－可表示如下圖。建築 材料如玻璃、水泥等，大多由含矽化合物混合而成。 3、常見矽酸鹽類的結構 物　質 輝　石 石　綿 雲　母 石　英 簡　式 SiO32－（陰離子） Si4O116－（陰離子 ） Si2O52－（陰離子 ） SiO2

共用氧 原子數 2 2 或 3 3 4 結　構 一度空間（單鏈） 一度空間（雙鏈） 二度空間（平面） 三度空間（立體） 說明： 以輝石為例，其陰離子是由 SiO44－為基本單位組成的一度空間鏈。由於每個SiO44－單位 中有兩個氧原子與其他SiO44－單位共用，所以Si 與 O 的原子數比為 1：3。 雲母的陰離子是由 SiO44－為基本單位組成的二度空間鏈。由於每個SiO44－單位中有三個 氧原子與其他SiO44－單位共用，所以Si 與 O 的原子數比為 2：5。 【範例11】 有關矽及矽酸鹽的敘述，下列何者正確？　 (A)在自然界大多以元素態存在，熔點為第三週期元素中最高者　 (B)矽類似金剛石的結構，以 sp3_{鍵結，鍵角120°} (C)若於矽中加入少量電子對受體，如硼，則成 n 型半導體　 (D)所有的矽酸鹽皆以 SiO44－為基本單位組成　 (E)輝石為一種一度空間單長鏈的矽酸鹽，其矽酸根的化學式為(SiO3)n2n－ Ans ： DE 【範例12】 乙烯是相當安定的分子，但二矽烯（矽－矽雙鍵）的化合物通常很不安定，為什麼？ Ans ：略 陸、氯 一、性質： 　 1、常溫時，氯是___________色氣體。 　 2、氯和氟、溴、碘、砈元素合稱為鹵素。 二、製備： 　 1、實驗室法：常以鹽酸與________________反應，以製造氯氣，裝置如下。 4 HCl(aq)＋MnO2 (s) △ MnCl2(aq)＋Cl2 (g)＋2 H2O(l)

代硫酸鈉的瓶中會出現硫的黃色沉澱。

S2O32－(aq)＋4 Cl2 (g)＋5 H2O(l) ─→ 2 SO42－(aq)＋8 Cl－(aq)＋10 H＋(aq)

S2O32－(aq)＋2 H＋(aq) ─→ SO2 (g)＋S(s)＋H2O(l)

　

2、工業法：工業上多採電解濃 食鹽水製氯。

2 NaCl(s)＋2 H2O(l) 電解 H2 (g)＋2 NaOH(aq)＋Cl2 (g)

三、用途：氯是工業上最重要的鹵素，可用於自來水消毒，並大量用來製造含氯的有機化合物 （如氯乙烯）及無機化合物。

四、氯的化合物： 　 1、氯化氫：

　　 (1)實驗室中製造氯化氫的方法，是以氯化鈉和濃__________反應。 NaCl(s)＋H2SO4 (aq) △ HCl(g)＋NaHSO4 (aq)

　　 (2)工業上則以電解濃食鹽水所得的氫氣和氯氣，直接反應製造氯化氫氣體。 　 2、氯的含氧酸： (1)氯會形成多種含氧酸，氯的含氧酸中，氧原子愈多，酸性愈______，但氧化力愈 _______。 (2)氯氣通入冷水中，即可產生氫氯酸與次氯酸。 Cl2 (g)＋H2O(l) ─→ HCl(aq)＋HClO(aq)

次氯酸雖是弱酸，但卻是強_____________，有漂白功能。次氯酸鈉常成為漂白水的 主要成分。

(3)氯的含氧酸中，氯的氧化數最高的為過氯酸，純的過氯酸極不安定，遇有機物或受 熱、受震都易引起爆炸，其水溶液是最強的酸之一。

【範例13】

在實驗室中製備氯，下列何種物質不能用來吸收過剩的氯氣？ (A) Na2S2O3(aq)　(B) NaOH (aq)　(C) Na2SO4 (aq)　(D) Ca(OH)2 (aq)

Ans ： C 【範例14】 鹽酸為家庭洗滌用的物質，與下列何種物質會產生有毒氣體而不可混合使用？　 (A)通樂　(B)肥皂　(C)沙拉脫　(D)漂白粉 Ans ： D 【範例15】 有關氯的含氧酸，下列何者敘述正確？　 (A)過氯酸中，氯的氧化數為＋7　 (B)氧化數愈大的含氧酸，其酸性愈弱　 (C)次氯酸根的水溶液加熱，會分解產生氯酸根　(D)次氯酸是酸性最強的氯含氧酸　 (E)氯的含氧酸中，過氯酸的氧化力最強 Ans ： AC 【範例16】 下列有關鹵化物的敘述，何者正確？　

(A)酸性：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO　 (B)酸性：HClO＜HBrO＜HIO　

(C)酸性：HF＞HCl＞HBr＞HI　 (D)氧化劑強度：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO

Ans ： A 【範例17】 硫代硫酸鈉又稱海波，常添加於水族箱的水中，試問其目的為何？ Ans ：去除水中的氯氣 【範例18】 有一化合物，外觀為白色固體，其焰色呈黃色。其水溶液可以和硝酸銀水溶液反應，生成白色沉 澱。與濃硫酸反應，冒出無色刺鼻氣體，該氣體溶於水呈強酸性。試問此化合物為何種物質？ Ans ： NaCl 柒、碘 一、性質：碘在常溫時是____________色固體，也是鹵素的成員之一。 二、製備： 　 1、利用氯氣氧化碘離子可生成碘，加入正己烷後，生成的碘溶於正己烷而形成_______溶

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液，其_________層水溶液含有___________的 I3－。 2 I－ (aq)＋Cl2 (g) ─→ I2 (s)＋2 Cl－(aq) I2 (s)＋2 I－(aq) ─→ I3－(aq) 　 2、智利硝石（主要成分為 NaNO3）中含有少量的碘酸鈉（NaIO3），可用亞硫酸還原得碘； 海藻中亦含碘，將海藻燒成灰，灰中含0.5％至 1.5％的碘離子，溶於水後可用氯氣將 其氧化成碘分子。 2 IO3－＋5 HSO3－→ I2＋5 SO42－＋3 H+＋H2O 3、用途： 碘可製成碘化鈉（NaI）或碘化鉀（KI）。因碘是製造甲狀腺素的要素，缺碘會引起甲 狀腺腫。兒童發育期間若缺碘，會造成智能不足，故可在食鹽中加入少量的碘酸鉀，供 人體攝取。 4、碘離子的檢驗： 碘離子（I－_{）可與銀離子（Ag}＋_{）形成________色的沉澱，此反應可用來檢驗碘離子。} 【範例19】 下列何者可檢驗I－_之存在？ (A)溶液中滴加 AgNO3溶液，觀察其是否有黃色沉澱產生　 (B)溶液滴加 KIO3 (aq)與H＋，觀察其顏色是否呈棕色　 (C)溶液中加入 CCl4後，滴加氯水而振盪之，觀察CCl4層是否呈紫色　 (D)溶液中加入 CCl4後，加NaBr 溶液振盪之，觀察 CCl4層是否呈橙色　 (E)溶液中加數滴澱粉後，再加入 H2O2的酸性溶液，觀察其是否變藍色 Ans ： ABCE 【範例20】 取2 mL 相同濃度的下列物質，並分別加入 1 mL 的氯水及 2 mL 的 CCl4，可使四氯化碳層呈紫 色者是何項？　

(A) NaF(aq)　(B) NaCl(aq)　(C) NaBr(aq)　(D) NaI(aq)

Ans ： D 三、鹵素的重要性質

1、鹵素在酸性環境中安定，在鹼性溶液中會自身氧化還原

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2、AgF(s)可溶於水中，AgCl(s)、AgBr(s)、AgI(s)難溶於水

3、AgCl(s)可溶於氨水，AgBr(s)、AgI(s)難溶於氨水

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 一、單選題 1、下列有關氫的性質之敘述，何項正確？　 (A)與鹼金屬結合形成氫化物時，氫的氧化數為＋1　 (B)氫形成化合物時，最常見的氧化數為＋1　 (C)氫在常溫下可與金屬或非金屬反應生成氫化物　 (D)氧化數為－1 的氫具有很強的氧化力 2、下列何種金屬與冷水反應可以產生 H2氣體？　

(A) Fe　(B) Pb　(C) Na　(D) Cu 3、關於水煤氣的敘述，何者正確？　

(A)是水蒸氣和煤氣的混合氣體　 (B)可以於燒紅的鐵上噴上水蒸氣產生　 (C)是一氧化碳和氫 1：1 的混合氣體　(D)是國內常見鋼瓶裝家庭燃料

4、取等重的不同金屬，則下列反應何組產生的氫氣最多？ （原子量：K＝39，Mg＝24.3，Al＝27.0，Zn＝65.4）　

(A) Mg＋HCl　(B) Al＋NaOH　(C) K＋H2O　(D) Zn＋H2SO4（稀）

5、下列何項氧化物之水溶液呈酸性？　

(A) Na2O　(B) MgO　(C) Li2O　(D) N2O5

6、硝酸需用深色玻璃瓶盛裝，是因為硝酸水溶液在光線照射下會產生：　 (A) N2　(B) NH3　(C) NO　(D) NO2

色 ，即為氮氣。試問是與何種金屬反應？　 (A) K　(B) Mg　(C) Al　(D) Pb 8、以稀硝酸溶解 0.30 莫耳銅，至少需 1.0 M 稀硝酸多少毫升？ (A) 200　(B) 400　(C) 800　(D) 1000 9、稀硝酸不能用於酸化氧化劑如 KMnO4和K2Cr2O7，因為： (A)它是單質子酸　(B)它可與還原劑作用　(C)它的價錢昂貴　(D)高溫下它迅速地分解 10、下列週期表中的 6 A 族元素，何者在常溫下以氣體存在？ (A)氧　(B)硫　(C)硒　(D)碲 11、將水加入氯氣可作為殺菌、消毒，下列哪一個物質加入也有同樣效果？　 (A) S8　(B) O3　(C) I2　(D) N2 12、下列有關矽酸鹽的敘述，何者錯誤？　 (A)矽酸鹽都是以 SiO44－為基本單位組成的　 (B) SiO44－為平面四方形　 (C)天然礦物中，可利用半徑相近的金屬離子互相取代，如 FeMgSiO4　 (D)利用共用的 O 原子可產生一度空間、二度空間或三度空間等不同的結構 13、下列有關於 CO2與SiO2的敘述，何項不正確？　 (A)兩者皆為酸性氧化物，可溶於氫氧化鈉溶液中 (B) SiO2比CO2更不溶於水　 (C)兩者皆為三原子構成的小分子　 (D)兩者皆可由元素與氧直接反應而形成 14、某二次元網狀矽酸鹽為(Si2O5)n2n－型構造，若n 值很大時，(Si2O5)n2n－中與2 個 Si 鍵結的氧 原 子數目共有多少個？　 (A) 1.5 n　(B) 2n　(C) 3n　(D) 4n 15、下列 7A 族元素中何者無＋7 的氧化數？ (A)氟　(B)氯　(C)溴　(D)碘 16、下列有關鹵素的敘述，何者正確？ (A)沸點最高的 F2　(B)鍵能最強者為 Cl2　(C)活性最小的為 F2　(D)常溫下皆為氣體 17、下列何種物質可做脫氯劑？　 (A)硫酸　(B)硫代硫酸鈉　(C)過錳酸鉀　(D)二氧化錳 18、把 Cl2與CCl4加入NaI，搖動後呈現的顏色為何？　 (A)黃綠色　(B)黃色　(C)棕色　(D)紫色

19、銀離子與何種鹵素離子結合，其溶解度較大？　 (A) F－_{(B) Cl}－_{(C) Br}－_{(D) I}－ 20、S2O32－離子將I2還原為I－離子之後，其本身變為：　 (A) SO42－　(B) SO32－　(C) S4O62－　(D) S2－ 21、下列有關鹵化氫性質的敘述，何者正確？　 (A)沸點高低的順序是 HI＞HBr＞HCl＞HF　 (B)鍵解離能大小的順序是 HF＞HCl＞HBr＞HI　 (C) 0.1M 鹵化氫水溶液之酸性的大小順序是 HF＞HCl＞HBr＞HI　 (D) 0.1 M 鹵化氫水溶液與 SiO2反應的活性大小順序是HI＞HBr＞HCl＞HF 22、下列何種元素沒有同素異形體？ (A)碳　(B)磷　(C)氯　(D)氧 二、多選題 1、下列有關水煤氣的敘述，何者正確？ (A)灼熱的焦煤通過水蒸氣可產生水煤氣　(B)水煤氣的平均分子量為 15　 (C)水煤氣是工業上重要燃料　 (D)水煤氣成分與煤氣加水蒸氣的成分相同　 (E)將水煤氣再與水蒸氣反應，再加壓溶於鹼可得到純氫 2、下列有關氫氣的敘述，何者正確？ (A)硬化油為不飽和脂肪氫化所製備　(B)氫與活潑金屬反應，會產生氫化物　 (C)氫化物皆具有強還原力　 (D)氫能氧化銅　 (E)電解食鹽水不浪費成本可大量製備氫 3、在實驗室欲製備二氧化氮氣體時，所需試劑是： (A)濃鹽酸　(B)濃硝酸　(C)濃硫酸　(D)金屬鈉　(E)銅片 4、有關 HNO3和HNO2的性質比較，何者正確？ 　 (A)在酸溶液中，皆為強氧化劑　 (B)作氧化劑時，皆被還原成 NO2　　 (C)皆為強酸 (D) N 皆以 sp2_{混成軌域結合} (E) NO2－為角形，NO3－為平面三角 5、下列敘述，何項正確？ (A)矽為半導體，溫度升高，導電度增加　(B) p 型半導體的導電性較純矽好　 (C)玻璃不是晶體而是一種混合物　 (D)矽在地殼中的存量占第一位　 (E)矽的活性大，可與大部分的元素反應生成矽化物

6、下列對於鹵素反應的特性，何者不正確？　

(A)溶液中滴加 AgNO3溶液，產生黃色沉澱，此沉澱為AgCl　

(B)在 KIO3溶液中加入H2SO3溶液，可製備碘固體　 (C) I2溶於KI 溶液中呈現棕色，因為產生自身氧化還原反應　 (D)海水經製備食鹽後，所剩餘的溶液為苦鹵，一般可利用 F2去氧化Cl－而製備氯　 (E)鹼氯工業中，若無陰離子隔膜，會降低 Cl2及NaOH 的產率 7、碘可溶於： (A)硫代硫酸鈉溶液　(B)微熱的氫氧化鈉溶液　(C)碘化鉀溶液　 (D)四氯化碳溶液　 (E)鹽酸溶液 三、非選題 1、將 0.1 莫耳的氮與足量的金屬鎂在 300～700℃下完全作用後的產物溶於水配成 1 升的溶液。 (1)寫出氮與鎂作用的反應方程式。 (2)試寫出(1)的產物溶解於水時的反應方程式。 (3)要使此溶液中和需要 0.01N 鹽酸多少升？ 2、有一石英礦之試料重 5.0 克，與過量的氫氟酸反應並加熱蒸乾後，重量變為 3.2 克。 （Si＝28.1，F＝19，O＝16） (1)寫出石英與氫氟酸反應的化學式。 (2)試料中石英的重量百比為何？ (3)作上述實驗時，為何不用玻璃器皿？ 3. 下列(A)～(E)七個實驗均會產生氣體： (A)硫粉在空氣中燃燒　　　　　(D)銅與濃硝酸共熱 (B)氯酸鉀與二氧化錳共熱　　　(E)濃鹽酸與二氧化錳共熱 (C)氯化銨與亞硝酸鈉共熱　　　　 　　　　　　 回答下列各小題：

(1) 實驗(E)所產生氣體的分子式為______。 (2) 實驗______所產生的氣體為紅棕色。 (3) 實驗______所產生的氣體是空氣中含量最多的成分。 (4) 實驗______所產生的氣體比空氣重，且此氣體可以用排水集氣法收集，用此法收集的 　 理由是______。 (5) 實驗______所產生的氣體可用來製造漂白粉。 (6) 實驗(B)中，二氧化錳的功用是作______劑。 ※ 牛刀小試解答 ※ 一、單選題 1、B 2、C 3、C 4、B 5、D 6、D 7、B 8、C 9、B 10、A 11、B 12、B 13、C 14、C 15、A 16、B 17、B 18、D 19、A 20、C 21、B 22、C 二、多選題

1、ABCE 2、AB 3、BE 4、DE 5、ABC 6、ACDE 7、ABCD 三、非選題 1、(1)N2+3Mg→Mg3N2 (2)Mg3N2+6H2O→3Mg(OH)2+2NH3 (3)0.8L 2、(1)4HF+SiO2→SiF4+2H2O (2)36％ (3)HF 會腐蝕玻璃 3、(1)Cl2 (2)D (3)C (4)B；不溶於水 (5)E (6)催化

6-2 主族金屬元素及其化合物

壹、鹼金屬 一、性質： 　 1、鹼金屬為第 1 族的元素，位於週期表的最左側，以其氧化物溶於水中呈_____性而得名， 包括鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）和鍅（Fr）。 　 2、其外層電子組態均為 ns1_{（n 等於 2 至 7），易失去價電子而生成一價的鹼金屬族陽離}

子，故各元素均為強_________劑，易與非金屬元素直接化合。 二、鈉： 　 1、性質： 　　 (1)鈉為質軟的銀白色金屬，可用刀切割。鈉的活性很大，接觸空氣時，外表會生成一層 過氧化物（____________）及氧化物(___________)，因此要保存在石油中。 2 Na(s)＋O2 (g) ─→ Na2O2 (s) 4 Na(s)＋O2 (g) ─→ 2 Na2O(s) 　　 (2)實驗完畢後，若有剩餘的鈉，應切成碎片，再投入低溫的_________中，使其反應產 生乙醇鈉，再以大量清水沖走。 2 C2H5OH(l)＋2 Na(s) ─→ 2 C2H5ONa(s)＋H2 (g) 　　 (3)鈉與水反應，會產生氫氣，因大量放熱，會引燃氫氣，非常危險。 2 Na(s)＋2 H2O(l) ─→ 2 NaOH(aq)＋H2 (g) 　　 (4)當鈉投入氯氣中，會起火燃燒，生成氯化鈉。 2 Na(s)＋Cl2 (g) ─→ 2 NaCl(s) 　 2、製備： 目前工業上製鈉，是對熔融的氯化鈉進行電解。 2NaCl(l) ─→2 Na(l)＋Cl2 (g) 說明：電解前，先將氯化鈉與__________混合，因依數性質，會使熔點降到 700℃以下 ；電解時，陽極產生氯氣，陰極可得金屬鈉。 3、鈉的化合物： 　　 (1)NaCl： 　　　 a、氯化鈉俗稱食鹽，為最常見的含鈉化合物，通常由蒸發海水或開採鹽礦取得。 　　　 b、氯化鈉除可用來調味及保存食物外，亦為工業上的重要原料，用以製取鈉金屬、 氫氧化鈉，碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯氣、鹽酸及漂白粉等。 　　 (2)NaOH： 　　　 a、氫氧化鈉為具腐蝕性的白色固體，俗稱_________或燒鹼，是工業上重要的化學藥 品，一般以電解濃食鹽水製取。 　　　 b、氫氧化鈉在空氣中易________，也會吸收_______，而生成碳酸鈉。 2 NaOH(s)＋CO2 (g) ─→ Na2CO3 (s)＋H2O(l) 　　　 c、氫氧化鈉除了是重要的強鹼外，工業上可用於製造清潔劑、肥皂、紙漿和人造纖 維 　　 (3)Na2CO3： 　　　 a、碳酸鈉俗稱純鹼、________或蘇打，為白色固體，易溶於水，其水溶液呈鹼性， 工業上以___________法製取。 說明：索耳未法：先將氨溶解於飽和食鹽水中，再通入二氧化碳氣體，此時會產 生碳酸氫鈉的白色沉澱，將沉澱過濾後，加熱即分解成碳酸鈉。產生的二 氧化碳可回收再利用，另一產物氯化銨可與氫氧化鈣作用，以製得氨氣再 重複使用，故此法僅須添加__________及__________，成本低廉。

　　　 b、碳酸鈉除可當硬水軟化劑以沉澱鈣離子和鎂離子外，亦為製造玻璃、紙漿及清潔劑 的原料。 　　 (4)NaHCO3： 　　　 a、碳酸氫鈉亦稱酸式碳酸鈉，俗稱___________或焙用鹼，為白色固體。 　　　 b、在水中的溶解度比碳酸鈉________，鹼性也比碳酸鈉________，可作為________， 以中和胃液中過量的鹽酸。 　　　 c、糕餅業者所使用的焙粉即是碳酸氫鈉與弱酸（如酒石酸氫鉀、檸檬汁等）的混合物。 【範例1】 有關鹼金屬元素性質之敘述，何者不正確？　 (A)比重均小於水　 (B)與水作用放出氫氣與能量　 (C)鹼金屬之價電子均為 1 個　 (D)鹼金族離子活性很大，故需存於石油中　 (E)均易失去一個電子，形成 M＋_的陽離子 Ans ： AD 【範例2】 下列何項是鹼金屬元素的性質？　 (A)新切面大多為黃色金屬　(B)密度皆小於 1 g／mL，可浮在水面上　 (C)氧化物溶於水皆呈鹼性　(D)硬度皆很大 Ans ： C

【範例3】 下列對鈉鹽的敘述，何者正確？ (A) NaCl 俗稱食鹽，是海水日曬最先沉澱的產物　 (B) Na2CO3俗稱蘇打，又稱苛性鹼，具有強烈腐蝕性　 (C) NaOH 為電解濃食鹽水的陽極產物　 (D) NaHCO3俗稱焙用鹼，可作制酸劑 Ans ： D 【範例4】 下列對Na2CO3與NaHCO3之性質比較，何者正確？　 (A)兩者均為白色固體　 (B)同溫時 Na2CO3對水的溶解度較大　 (C)溶於水後兩者均呈鹼性　(D)固體強熱均產生 CO2　 (E)與酸反應皆可產生氫氣 Ans ： ABC 【範例5】 在鹽田蒸發海水可得粗鹽，粗鹽中因含少量氯化鎂，故帶苦味，又含氯化鈣，而易潮解，所以必 須加以精製。試問如何以化學方法除去粗鹽中的氯化鎂與氯化鈣？ Ans ： 略 【範例6】 糕餅業者所使用的焙粉﹐為碳酸氫鈉與弱酸的混合物﹐這兩種物質揉入麵團之後﹐可產生二氧化 碳﹐使麵團膨鬆﹐因此俗稱為「發粉」。若單獨把碳酸氫鈉揉入麵團中﹐則在烘焙過程﹐同樣會 產生二氧化碳﹐使麵團膨鬆。試寫出碳酸氫鈉以這兩種不同方式產生二氧化碳的方程式。 Ans ：略 貳、鹼土金屬 　 一、性質： 　 1、鹼土金屬為週期表第 2 族的元素，包括鈹（Be）、鎂（Mg）、鈣（Ca）、鍶（Sr）、 鋇（Ba）及鐳（Ra），有兩個價電子，均為 ns2_{（n 等於 2 至 7）的組態，易失去價電} 子，形成二價的陽離子。 　 2、鹼土金屬元素的金屬鍵較鹼金屬強，熔點也較高，固體亦較硬，但活性不及鹼金屬，其 氧化物溶於水呈鹼性。

二、鎂： 　 1、性質： 　　 (1)鎂為銀白色金屬，自然界中有超過 60 種以上的礦物含有鎂離子。鎂離子在海水中的 含量，為含量第二高的金屬離子，僅次於鈉離子。 　　 (2)鎂燃燒時，會產生強烈白光，因此早期攝影曾以燃燒的鎂粉為照明工具。 說明：鎂一旦燃燒，即難以撲滅，即使在缺氧的情況下，此時的鎂也可與氮氣、二氧 化碳和水反應，唯有以__________覆蓋，使其與空氣隔離，才能滅火。 　　 (3)鎂在室溫時不與水反應，其活性明顯比鈉______，但仍可與熱水反應產生氫氣。 　 2、製備：工業上製鎂，可由電解熔融的氯化鎂製得。 　 3、用途： 鎂與鋁形成的鎂鋁合金，雖價格較鋁貴，但強度高、密度小，可作為製造飛機及汽車的 材料。 說明：合金是由金屬與其他金屬或非金屬均勻混合而成，一般而言，合金的熔點與組成 的金屬不同，硬度變______，導電度_________。 4、鎂的化合物： 　 (1)氧化鎂因為耐高溫（熔點 2852℃），可作為爐子的內裡（耐火磚）。 　 (2)氫氧化鎂則為鎂乳的重要成分，為鹼性物質且溶解度較差，可作為胃藥。 　 (3)鎂離子可刺激腸道，有助排便，因此氫氧化鎂可以作為瀉藥之主要成分。七水合硫酸 鎂（MgSO4‧7 H2O）也有同樣效果，俗稱_____________。 【範例7】 關於鹼土金屬元素之敘述，何者正確？　 (A)均為強還原劑　 (B)其氫氧化物呈鹼性　 (C)其氫氧化物的鹼性強度隨原子序之增加而減小　(D)其活性隨原子序之增加而減小　 (E)離子半徑大小隨原子序之增加而增大　 　 Ans ： ABE 【範例8】 有關鎂的性質，下列各項說明何者有誤？　 (A)鎂粉在空氣中，燃燒產生強光，可當閃光燈　(B)鎂粉可與氮燃燒形成氮化鎂　 (C)氫氧化鎂是一種強鹼，易溶於水　 (D)氧化鎂可用作耐火磚　 (E)碳酸鎂可溶於水呈鹼性 Ans ： CE 【範例9】

下列何化合物與其用途，並不是正確的配對？

(A) (B) (C) (D) (E)

化合物 NaHCO3 MgO KNO3 MgSO4‧7H2O Mg(OH)2

用　途 焙用粉 電爐之襯裡 肥料 石膏 制酸鹽 Ans ： D 【範例10】 鎂一旦燃燒，即難以撲滅，即使在缺氧的情況下，鎂也可與氮氣、二氧化碳或水反應，試以反應 方程式表達此三種反應。 Ans ：略 参、鋁 一、性質： 　 1、鋁為質輕的銀白色金屬，富延性及展性，為電和熱的良導體。 　 2、其價電子組態為 3s2_3p1_{，可失去三個電子而形成三價的鋁離子，因此鋁亦可當還原劑。} 　 3、鋁是地殼中存量僅次於氧與矽的元素，通常以氧化鋁的形式存在於_______ （約含80％ Al2O3，其餘雜質主要為Si、Fe2O3及TiO2）中。 二、製備： 　 1、純化鋁礬土： 　　 (1)先以熱的________溶液與鋁礬土混合，鋁礬土中之氧化鋁為兩性物質，故可溶於強鹼 氫氧化鈉中。而其主要雜質氧化鐵非兩性物質，無法溶於鹼中，而可與之分離。

Al2O3 (s)＋2 OH－(aq)＋3 H2O(l) △ 2 Al(OH)4－(aq)

　　

(2)經過濾除去雜質後，將濾液冷卻，並加_____中和即形成白色沉澱（Al(OH)3），再加

熱除去水分，即得純淨的氧化鋁。 2 Al(OH)3 (s) △ Al2O3 (s)＋3 H2O(l)

2 Al2O3 (l) 電解 4 Al(l)＋3 O2 (g) 3、用途： 　 (1)鋁因為質輕且其_______會在表面形成薄膜，保護內部，故用途極大，可製造飛機， 鋁罐、鋁窗等，其為僅次於鐵之外，用量最大的金屬。 　 (2)鋁銅合金過去俗稱堅鋁，約含 94％鋁及少量銅、鎂、錳，具有質輕而堅韌的特性， 是製造飛機等航空器的重要材料。 4、化合物： 　 (1)剛玉為近乎純氧化鋁所構成的無色晶體；藍寶石呈藍色，除氧化鋁外，尚含微量 Fe2＋_及Ti4＋_{；紅寶石呈紅色，除氧化鋁外，尚含微量氧化鉻（Cr} 2O3）。 　 (2)Al(OH)3： 　　 a、氫氧化鋁為兩性化合物，本身難溶於水，但可與強酸或強鹼作用而溶解。 Al(OH)3 (s)＋3 H＋(aq) ─→ Al3＋(aq)＋3 H2O (l)

Al(OH)3 (s)＋OH－(aq) ─→ Al (OH)4－(aq)

　　 b、氫氧化鋁可作為制酸劑、淨水劑、媒染劑等，可以用鋁礬土和氫氧化鈉混合製 取 (3)明礬____________ ：又稱鉀礬，是種複鹽 a、製備： 硫酸鉀 與 硫酸鋁 之溶液適量混合後蒸發可得。 b、性質與用途： 凡具有通式 ______________ 統稱為礬，是一種複鹽，最普通有下列五種： 鉀礬： KAl SO( 4 2) 12H O2 銨礬： NH Al SO4 ( 4 2) 12H O2 鐵礬： KFe SO( 4 2) 12H O2

鉻礬： KCr SO( 4 2) 12H O2 錳礬： KMn SO( 4 2) 12H O2 註：礬的命名原則： 「某某礬」，前一個「某」指 M _{，後一個「某」指 M}3 _。 (甲)若有鉀在，可省略K，叫 某 ( _M3_{) 礬。} (乙)若有鋁在，可省略Al，叫 某 ( M_{) 礬。} 用作淨水劑、媒染劑及供製筆、造紙用。 c、同形體：結構相似、晶形相同而組成元素不完全相同的物質。例如以上的礬類。 【範例11】 下列有關鋁之敘述，何者正確？　 (A)煉鋁的鋁礦為冰晶石　 (B)鋁在空氣中會形成一氧化層的薄膜，使內部不再氧化　 (C)氫氧化鋁可作為制酸劑、淨水劑、媒染劑等用途　 (D)地殼中含量最豐的金屬元素為鋁　 (E)目前製鋁仍以索耳未法為主　 Ans ： BCD 【範例12】 下列有關於鋁的性質之各項敘述，何者錯誤？　 (A)鋁是地殼中含量最多的金屬元素 　(B)鋁的價電子組態為 3s2_3p1 (C)鋁為一強還原劑，故冶煉時需用電解法　(D)鋁不能與強鹼反應產生氫氣 Ans ： D

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

一、單選題 1、下列各組溶液混合後能生成白色沉澱與無色氣體的是：　 (A)碳酸氫鈉與硫酸氫鈉　(B)鹽酸與小蘇打　 (C)碳酸氫銨與氫氧化鋇　(D)碳酸氫鈣與氫氧化鈣 2、下列有關 NaOH(s)的敘述，何者錯誤？　 (A)為白色固體　 (B)易吸收空氣中的水蒸氣而潮解　 (C)俗稱洗滌鹼　 (D)易吸收空氣中的二氧化碳而生成碳酸鈉

3、工業上常用氨鹼法製取碳酸氫鈉（將氨和二氧化碳先後通入飽和食鹽水而析出小蘇打，再經 過濾、焙燒，得到純鹼），但卻不能用氨鹼法製取碳酸鉀，這是因為在溶液中：

(A) KHCO3溶解度大　(B) KHCO3溶解度小　(C) K2CO3溶解度大　(D) K2CO3溶解度小

4、以索耳未法製造碳酸鈉時，所消耗的原料為：　 (A)灰石與食鹽　(B)灰石與矽砂　(C)氯化銨與熟石灰　(D)金屬鈉與二氧化碳 5、鹼金族的製備與存在，下列敘述何者正確？　 (A)鹼金族化性活潑，在自然界中以元素態存在　 (B)電解熔融氯化鈉，在陽極得金屬鈉，陰極得氯氣　 (C)電解濃氯化鈉水溶液，在陰極得氫氣，且溶液呈鹼性　 (D)鹼金族活性隨原子序增加而降低 6、下列有關鋁化合物之敘述，何者錯誤？　 (A) Al(OH)3的製備是加氨於鋁鹽溶液而得之　 (B)明礬溶於水可解離出鉀離子、鋁離子及硫酸根離子，其可作為淨水劑與硫酸根離子有關　 (C) KAl(SO4)2‧12 H2O、Al(OH)3和Al2(SO4)3皆可做媒染劑　

(D)粉狀 Al2O3為無定形，可溶於強鹼溶液，但不溶於氨水 7、下列有關鋁的敘述，何者錯誤？　 (A)屬於第十三族　 (B)鋁可利用電解氧化鋁水溶液製備　 (C) 可作為還原劑　(D)鋁為兩性元素，可與強酸或強鹼作用放出氫氣 8、下列關於礬的敘述，何者不正確？　 (A)礬之通式為 M＋_M3＋_(SO 4)2‧12 H2O　(B)礬為一種錯鹽　 (C)鉀礬俗稱明礬，為無色晶體 (D)礬組成相似，晶形相同，此類物質稱為同形體 9、Fe(OH)3和Al(OH)3之混合物，須加下列哪一種試劑才容易分離？　

(A) HCl(aq)　(B) NaOH(aq)　(C) NH3 (aq)　(D) HF(aq)

10、下列有關鋁的敘述，何者正確？　 (A)由於無法用碳還原氧化鋁以製鋁，故我們常用電解鋁鹽的水溶液來製備鋁　 (B)工業上常用電解熔融冰晶石來製備鋁　 (C)鋁在空氣中會氧化生成氧化鋁的薄膜，可保護內部不再氧化　 (D)純鋁質輕且極堅韌常用來製造飛機 11、在硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2]溶液中加入氫氧化鋇溶液，其體積與沉澱量的關係是何者？（縱軸 表 沉澱量，橫軸表加入 Ba(OH)2溶液的體積）

(A) 　　(B) 　　(C) 　　(D) 二、多重選擇題 1、有關(a) Na2CO3及(b) NaHCO3的比較，下列何者正確？ 　 (A)對水溶解度：(a)＞(b)　 (B)對熱穩定性：(a)＞(b)　 (C) 1M 的水溶液的 pH 值：(a)＞(b)　 (D)等莫耳數加入足量的鹽酸時，產生氣體的莫耳數：(a)＞(b)　 (E) 1M 的水溶液中加入 CaCl2後產生沉澱物量：(a)＞(b)

2、下列有關鹼土金屬化合物的敘述，何者正確？ 　 (A)大理石及石灰石的主要成分均為碳酸鈣 CaCO3，加熱會分解產生二氧化碳及氧化鈣　 (B) Mg 粉可與氯酸鉀混合做為閃光燈原料 (C)澄清的石灰水 Ca(OH)2 (aq)通入二氧化碳會產生白色沉澱，且通入二氧化碳愈多產生的 白色沉澱就愈多　 (D)生石灰加水發熱變成熟石灰　 (E) MgSO4‧7 H2O 俗稱瀉鹽，醫藥上做為瀉劑 3、下列何者錯誤？ 　 (A) IA 族中原子量大者不活潑，可在自然界中游離存在　 (B) IA 族通常只形成＋1 氧化態化合物　 (C) IIA 族可形成＋1 與＋2 氧化態的化合物　 (D)所有 IA 族元素在室溫時，都易與水作用產生氫氣與氫氧化物　 (E)所有 IIA 族元素在室溫時，都易與水作用產生氫氣與氫氧化物 4、同列之Ⅰ A 族與Ⅱ A 族元素性質的比較，哪些是正確的？ 　 (A)原子半徑：Ⅰ A＞Ⅱ A　 (B)熔點：Ⅰ A＞Ⅱ A　

(C)化學活性：Ⅰ A＞Ⅱ A　 (D)氫氧化物鹼性：Ⅰ A＞Ⅱ A　 (E)氯化物之離子鍵性：Ⅰ A＜Ⅱ A 5、Al(NO3)3溶液，加適量甲時，生白色膠狀沉澱，再加乙時，該沉澱可溶解成無色透明的溶液 ，則甲、乙可能為： 　Ｄ(A)甲：氨水，乙：氫氧化鈉溶液　 (B)甲：氫氧化鈉溶液，乙：氨水　 (C)甲：氫氧化鈉溶液，乙：稀鹽酸　 (D)甲：氫氧化鈉溶液，乙：稀硫酸 (E)甲：氨水，乙：稀鹽酸 三、非選題 1、下圖為索耳未法之流程圖，請回答下列問題：

(1) 索耳未法的原料 A、B，其化學式各為何？ (2) 請將杯～之化合物以化學式表示。

(3) 索耳未法製造的主要產物為哪個化合物？

(4) 原料中的氨反應後變成了 NH4Cl，通常用哪一種藥劑與之作用，把消耗的氨再回收利用？

(1) A：CaCO3，B：NaCl；(2) Ca(OH)2， CO2， NaHCO3， Na2CO3， NH

2. 鹼金屬為活性最大的一族金屬元素，製備時常使用　 (1) 　 法，如鈉製備的化學方程式為 　 (2) 　 ，製取的金屬為避免氧化而保存於　 (3) 　 中；其一般性質傾向：熔點隨原子序之增 加而　 (4) 　 ，游離能隨原子序之增加而　 (5) 　 ，其氫氧化物的鹼性隨原子序之增加而　 (6) ，水合能隨子序增加而　 (7) 　 ，其M＋_{的半徑隨原子序之增加而　 (8) 　 。請問：(1)～(8)應} 填入何者？ ※ 牛刀小試解答 ※ 一、單選題 1、C 2、C 3、A 4、A 5、C 6、B 7、B 8、B 9、B 10、C 11、C 二、多選題

1、ABCE 2、ABDE 3、ACE 4、ACD 5、ACDE 三、非選題

1、(1)A:CaCO3 B:NaCl (2)①Ca(OH)2 ②CO2 ③NaHCO3 ④Na2CO3 ⑤NH3 (3)

Na2CO3 (4) Ca(OH) 2 2、(1)電解 (2)2NaCl(l)→2Na(l)+Cl2(g) (3)煤油 (4)變小 (5)變小 (6)變大 (7)變小 (8)變大

6-3 過渡金屬元素及其化合物

壹、 特性 一、過渡元素位於週期表中間的過渡元素，其特徵為價電子填入d 軌域，且各元素均為金屬元 素 二、過渡元素形成化合物時，往往可以生成多種氧化數的化合物，且各有不同的顏色。

貳、鐵 一、存在：

鐵為第 8 族的元素，電子組態為[Ar]3d6_4s2_{，是地殼中含量第二高的金屬，僅次於鋁，常}

以＋2 和＋3 的氧化數存在，主要礦物有赤鐵礦（Fe2O3）、褐鐵礦（Fe2O3‧3 H2O）及

磁鐵礦（Fe3O4）等。 二、製備： 　 1、一般使用鼓風爐煉鐵。原料除鐵礦外，尚需加入煤焦、灰石（CaCO3）及熱空氣。煤焦 除可直接作為還原劑外，並能與熱空氣反應，生成一氧化碳，繼續還原鐵的氧化物。 說明：一氧化碳是氣體，其分子能與鐵礦發生快速碰撞，作為還原劑之效率比煤焦高。 　 2、灰石於爐中分解為氧化鈣，再與雜質（如 SiO2）作用，形成熔渣。因熔渣的密度比鐵小 ，可浮於熔鐵的上面，與產物分離。 　 3、鼓風爐煉出來的鐵，含碳量高（3.5～4.5％）， 稱為________。若經冶煉可得較純的 鐵，稱為________（純度接近 99.7％）。含碳量適中（2％以下）的鐵，稱為_____。 　 4、鐵常與其他元素混合成有用的合金，如下表。 合金 成分元素 性　　質 用　　途 高速鋼 鐵、鎢、鉻、釩 即使紅熱狀態仍不失硬度 製造高速切割工具 不鏽鋼 鐵、鉻、鎳 耐腐蝕 製造不鏽鋼器具、鐵窗 三、鐵的生鏽及防鏽法： 1、影響鐵生鏽的因素： (1)鐵生鏽需要有 _____ 與 _____ 同時存在。 (2)鐵和氧化電位低於鐵的金屬(如：_______ 等)接觸時，會加速生鏽。 (3)鐵和氧化電位高於鐵的金屬(如：_______ 等)接觸時，會抑制生鏽， 稱為 ___________。 (4)受力彎曲處、 _____ 性溶液、 _____ 溫均會加速生鏽。 2、防止生鏽的方法： (1)保持乾燥。 (2)鐵皮表面塗上或鍍上隔絕物，如： (a)鐵皮表面鍍上一層 錫 金屬，稱為 馬口鐵 ，可做罐頭。 (b)鐵皮表面鍍上一層 鋅 金屬，稱為 白鐵 。 (c)鐵皮表面塗上油脂或油漆使隔絕空氣及水氣。

四、鐵的化合物：主要有 Fe2＋_{與 Fe}3＋_之化合物 1、Fe 在酸性溶液中反應先生成 ： 2、Fe 直接與鹵素或氧反應，可生成 之化合物： 3、亞鐵氰化鉀 (化學式： ) (1)帶有 分子結晶水的 色固體，俗稱 。 (2)易溶於水生成﹝Fe(CN)6﹞4－ ，遇 產生深藍色沉澱，稱為 ， 為貴重的藍色顏料。 4、鐵氰化鉀 (化學式： ) (1)不含結晶水的 色晶體，俗稱 。 (2)易溶於水生成﹝Fe(CN)6﹞3－ ，遇 產生深藍色沉澱，稱為 ， 目前已知滕氏藍與普魯士藍同為 。 【範例1】 下列關於鐵的敘述，何項不正確？　 (A)鼓風爐煉鐵主要原料為黃鐵礦　(B)鼓風爐法可冶煉鑄鐵，其含碳量高，可作鐵器　 (C)含碳量低的鋼稱硬鋼　 (D)不鏽鋼為鐵中加入 Cr、Ni　 (E)防止鐵生鏽的方法是將鐵器變為彎曲 Ans ： ACE 【範例2】 下列有關煉鐵的敘述，何者正確？　 (A)使用之煤焦是用作燃料，同時也是氧化劑　 (B)鐵礦中所含泥沙（主要為 SiO2），可藉添加灰石予以中和，形成熔渣而去除　 (C)鐵礦中所含的氧，受熱形成氧氣，而從礦中逸出分離　 (D)鼓風爐中煉得的生鐵，因含氧而使鐵質硬且脆 Ans ： B 【範例3】 Fe3O4與Fe2O3都是鐵的氧化物，但是前者的導電能力為後者的 106倍，科學家認為Fe3O4的電 子可以在兩種氧化數不同的鐵原子之間跳動，因此導電能力較只有一種氧化數的Fe2O3大。試解 釋Fe3O4的鐵原子的可能氧化數。 Ans ： Fe 3O4 中的鐵原子平均氧化數為 8 / 3 ，可能是由其中 有 Fe ( Ⅱ ) 及 Fe (Ⅲ ) ，兩者的數目為 1 ： 2 。 【範例4】 馬口鐵為鍍錫的鐵，可製成食品罐頭，外表的錫若遭破壞，會迅速鏽蝕，為什麼？ Ans ：略 【範例5】 鐵生鏽是常見的氧化還原反應。反應中，鐵氧化為Fe2＋ (aq)，而氧被還原並與水反應生成OH－ (aq)。Fe2＋(aq)的檢驗可由Fe2＋(aq)與K3[Fe(CN)6](aq)反應呈藍色而得知；而OH－(aq)的檢驗，可由

OH－ (aq)遇無色的酚酞呈紅色而得知。實驗初始時，王同學將左鐵棒的上、下兩端各聯上一鋅片， 而在右鐵棒中段聯上一銅片（如實驗初始圖），王同學將此兩者靜置於含有K3[Fe(CN)6](aq)及酚 酞的混合膠質溶液中，經一段時間後，發現圖中的甲、乙、丙、丁、戊、己等六區均有變化，則 下列各區的變化，哪些是正確的？ (A)甲區呈現藍色　　　　　(B)乙區呈現紅色　　　　(C)丙區呈現藍色 (D)丁區產生鐵(Ⅱ)離子　　(E)戊區產生銅(Ⅱ)離子 Ans ： BD 参、銅 一、存在： 銅為週期表第 11 族的元素，外層電子組態為 3d10_4s1_{。金屬銅的顏色為黃中帶紅，自然界可} 發現少量元素態的銅，不過大部分的銅是由礦石提煉而得，如赤銅礦（Cu2O）等。 二、製備： 以煤焦冶煉含氧化銅的銅礦後，所得的銅為粗銅，可用電解法加以精煉。 三、性質： 1、銅不受稀鹽酸或稀硫酸侵蝕，但可與熱濃硫酸反應，也會和稀硝酸及濃硝酸反應。 Cu(s)＋2 H2SO4 (aq) ─→ CuSO4 (aq)＋SO2 (g)＋2 H2O(l)

2、銅與稀硝酸反應，生成無色一氧化氮氣體；

3Cu(s)+8HNO3(aq) ─→ 3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)＋4H2O(l)

3、銅與濃硝酸反應，生成紅棕色二氧化氮氣體。 Cu(s)+4HNO3(aq) ─→ Cu(NO3)2(aq)+2NO2(g)＋2H2O(l)

4、用途： 銅的最主要用途為製造電線，由純度較高之銅製成。日常生活中有許多重要的銅合金， 如黃銅、青銅與白銅等。 合金 成分元素 性　質 用　途 黃銅 銅、鋅 顏色近似黃金，不易失去光澤 裝飾、水電器材、樂器 青銅 銅、錫 耐腐蝕、易加工 鐘錶、銅像

白銅 銅、鎳、鋅 銀白色、耐腐蝕 電熱器、錢幣 5、銅的化合物： 　 (1)銅在化合物中通常有＋1 及＋2 兩種氧化數，銅在空氣中受熱時，表面會生成______ 色的氧化銅(I)及 __________色氧化銅(II)的混合物，呈暗紅色。 4 Cu(s)＋O2 (g) △ 2 Cu2O(s) 2 Cu(s)＋O2 (g) △ 2 CuO(s) 　 (2)氧化銅(I)又稱氧化亞銅，可作為顏料、殺菌劑。黑色氧化銅(II)又稱氧化銅，可作 為陶瓷的顏料、也是製造嫘縈（rayon，人造絲）的原料之一。 　 (3)________色的硫酸銅晶體（CuSO4‧5 H2O）常作為除草劑、殺菌劑及除蟲劑。 肆、銀 一、存在： 部分銀以元素的形式存在於地殼，其礦物以硫化銀為主。 二、製備： 大部分的銀是由提煉其他金屬時得到的，如電解粗銅時所產生的陽極泥即含有銀。 三、用途： 銀的主要用途為製造錢幣、銀器和其他銀合金。銀的導電性是所有元素中最好的，可以應用 在某些電器及電子零件中。 四、銀的化合物： 　 1、常見的含銀化合物有硝酸銀（AgNO3）、氯化銀（AgCl）及碘化銀（AgI）等 ，大多有感光性質。 　 2、硝酸銀可由銀和硝酸反應而得，為製造其他含銀化合物的原料。 　 3、氯化銀可由硝酸銀與氯化鈉水溶液作用而得。 AgNO3 (aq)＋NaCl(aq) ─→ AgCl(s)＋NaNO3 (aq)

　 4、碘化銀為________色固體，由銀離子與碘離子反應而得，可製造人造雨。 伍、金 一、存在： 金在自然界中以元素狀態存在，為金黃色、柔軟、有光澤的金屬，是延性和展性最好的金 屬。 二、用途： 金常和銅、銀形成合金，以開（carat，k）作為黃金純度的表示方式，純金訂為 24 k；若 水蒸氣受碘化銀和乾冰引 發凝結，形成液態水滴。

金的含量占50％，則為 12 k；而 14 k 金則含 58.3％（14／24）的金及其他金屬 （銅或銀）。 三、性質： 　 1、金與大多數化學藥品均不發生反應，但可溶於____________。 　 2、金的活性小，若能將金奈米化，其活性會________，如奈米金可作為觸媒。 例：把奈米級的金承載到金屬氧化物上，所製成的觸媒，即使在－73℃的低溫，仍可 　　催化一氧化碳的氧化反應。 【範例6】 有關銅、銀、金的敘述，下列何者正確？　 (A)均有以元素態存在　 (B)在電子工業上均為重要的導電材料　 (C)導電性：銀＞金＞銅　 (D) 18 K 金硬度比純金小，適合做為飾物　 (E)在電煉銅時，正極泥含有金 (C)銀＞銅＞金；(D)18K 金硬度大於金。Ans ： ABE 【範例7】 下列敘述何者正確？　 (A)延性及展性最大的金屬是銀　 (B)銀及金的化學活性甚小，兩者皆不溶於強酸 (C)銀久置空氣中，與氧反應生成黑色之氧化銀　(D)金大都是以元素態存在 Ans ： D 【範例8】 在120 克的 18 k 金中，金的含量約為幾克？ Ans ： 90 克 【範例9】 三瓶沒有貼標籤的強酸，已知分別裝有濃鹽酸、濃硫酸及濃硝酸。只用金片如何找出哪一瓶裝有 濃硫酸？ Ans ：略 陸、鋅 一、性質： 　 1、鋅是銀白色金屬，與稀鹽酸或稀硫酸反應，產生氫氣。 　 2、其 3d 軌域全滿，使鋅的性質與其他過渡元素不太相同。 例：鋅在化合物中的氧化數是＋2，不像大多數其他過渡金屬有多種氧化數。

二、其化合物： 鋅的化合物往往呈白色，不像大多數其他過渡金屬的化合物有許多不同顏色。 例：氧化鋅常作為白色顏料，某些日光燈管中的螢光劑則以硫化鋅為主要成分。 【範例10】 今有三支相同的鐵棒，其中甲鐵棒不接其他金屬棒，乙鐵棒及丙鐵棒分別在外圍繞鋅和銅，結 果三支鐵棒之相對腐蝕速率為：　 (A)甲＞乙＞丙　(B)乙＞丙＞甲　(C)丙＞甲＞乙　(D)乙＞甲＞丙 Ans ： C 【範例11】 下列何種金屬與鐵管以導線聯接後，可以抑制鐵的生鏽？　 (A)鎂　(B)金　(C)鋅　(D)銅　(E)鉛 Ans ： AC 柒、配位化合物 一、金屬錯合物的意義： (1)定義：凡是由中性金屬原子或其陽離子為中心，而與具有孤對電子（lone pair）之 陰離子或極性分子相結合而成複雜之帶電或中性原子團稱為錯合物。 ①習慣上以〔 〕表示錯合物的存在。例如：

〔Ag（NH3）2〕Cl 〔Cu（NH3）4〕SO4 〔Cr（NH3）6〕Cl3

K3〔Fe（CN）6〕 K4〔Fe（CN）6〕 Na3〔AlF6〕

②錯陽離子：〔Ag（NH3）2〕＋ 〔Cu（NH3）4〕2＋ 〔Cr（NH3）6〕3＋

③錯陰離子：〔Fe（CN）6〕3－ 〔Fe（CN）6〕4－ 〔AlF6〕3－

④錯鹽：：含有錯離子之離子化合物。例如：①中的例子。 ⑤錯分子：沒有帶電荷之錯合物。 例如：〔Ni（CO）4〕 〔Pt（NH3）2Cl2〕 〔Pt（NH3）2Cl4〕 二、中心金屬原子或離子： 具有空價軌域之金屬原子或金屬陽離子。 三、配基（配位基）（配位子）：結合於中心之具有孤對電子之陰離子或極性分子。 (1)可做為配基的條件： ①具有孤對電子之陰離子或極性分子。 ②陽離子中只有NO＋_可以。

(2)單牙基：配基與金屬相結合的地方只有一處者。 例如：X－_{（鹵素離子）、OH}－_{、 CN}－_{、 SCN}－_{、 NO} 2－、 H2O、 NH3 (3)多牙基：配基與金屬相結合的地方不只一處者。 ①雙牙基：如：草酸根（C2O42－）、乙二胺（NH2CH2CH2NH2）（en）、碳酸根（CO32 －_） 草酸根C2O42－ 乙二胺(en) 碳酸根CO32－ ②三牙基： 例如：NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 （dien） ③六牙基： 例如：乙二胺四乙酸根（EDTA） EDTA EDTA 與金屬所形成的鉗合物 ④配位數：金屬與配基相結合處的總數。 錯離子中心金屬離子氧化數與配位數的關係： 中心金屬離子氧化數 配位數 ＋1 ＋2 ＋3 C C -O O O -O H₂C CH₂ H₂N NH₂ C O O -O -OOCH₂C NCH₂CH₂N CH₂COO -CH2COO -OOCH2C O -O N N O O -O M O -O O

-四、鉗合物：多牙基與金屬所形成之錯合物。 例如：草酸鐵錯離子 〔Fe（C2O4）3〕3－ 【範例1】 配基 配基的數目 配位數 〔Ag（NH3）2〕＋ 〔Cu（NH3）4〕2＋ 〔Fe（CN）6〕3－ 〔Fe（C2O4）3〕3－ 【範例2】 1. 下列那些不能做為配基？

（A）CH4 （B）BH4－ （C）NH4＋ （D）NO （E）Cl－

2. 下列各項分子那些不容易形成錯化合物？

（A）H2O （B）NH3 （C）CO （D）CO2 （E）O2

3. 下列那些離子或分子可當雙牙基？

（A）C2O42－ （B）CN－ （C）NH2CH2CH2NH2 （D）CO （E）CO32－

4. 以下那些是多牙團的配位基？

（A）EDTA （B）草酸根 （C）氰酸根 （D）氨 （E）二氧化碳

Ans: 1. ABC 2.DE 3. ACE 4. AB 五、錯離子的穩定度： 1、中心金屬離子電荷密度越大的越 。 2、配位基鹼性越強的越 。 3、鉗合物比較 。 【範例3】 1.比較穩定度的大小：〔Fe（Cl）6〕3－ 、〔Fe（Cl）6〕4－

2. 為何IA＋_中以Li＋_，IIA2＋_中以Be2＋_{所能形成的錯離子比較穩定？}

4. 下列錯離子穩定性大小，那些正確？

（A）〔Fe（CN）6〕3－＞〔Fe（CN）6〕4－ （B）〔Fe（CN）6〕3－＜〔Fe（CN）6〕4－

（C）〔Cu（en）2〕2＋＞〔Cu（NH3）4〕2＋ （D）〔Cu（en）2〕2＋＜〔Cu（NH3）4〕2 ＋

（E）〔CoEDTA〕－_{＞〔Co（dien）}

2〕3＋＞〔Co（en）3〕3＋＞〔Co（NH3）6〕3＋

5. 〔Ni（H2O）6〕2＋＋6NH3 ==== 〔Ni（NH3）6〕2＋＋6H2O K1

〔Ni（H2O）6〕2＋＋3en ==== 〔Ni（en）3〕2＋＋6H2O K2

〔Ni（H2O）6〕2＋＋2dien ==== 〔Ni（dien）2〕2＋＋6H2O K3

〔Ni（H2O）6〕2＋＋EDTA ==== 〔NiEDTA〕2－＋6H2O K4

已知K1、K2、K3、K4表示30℃時之平衡常數，試問其大小順序為何？並解釋之。 Ans: 1. 大於 2. 電荷密度大 3. ACE 4. K 4>K3>K2>K1 六、產生錯離子能使沉澱溶解： 1、常見的兩性元素有： Be 、 Al 、 Zn 、 Cr 、 Sn 、 Pb 。 兩性的意義是可溶於 強酸 也可溶於 強鹼 。 2、兩性氫氧化物可溶於強酸也可溶於強鹼，不溶於弱鹼。但是有些會溶於氨水，這是 因為產生 的關係。

【例如】：Al（OH）3（s）可溶於NaOH（aq），但不溶於NH3（aq）。

Zn（OH）2（s）可溶於NaOH（aq），也可溶於NH3（aq）。

【範例4】 加少量 NaOH（aq） 加過量 NaOH（aq） 加少量 NH3（aq） 加過量 NH3（aq） Zn2＋ Al3＋ Cu2＋ Ag＋ Fe3＋ 七、溶液中之錯離子對沉澱量、導電度、蒸氣壓、沸點、凝固點等之影響： 【範例5】

1. 有下列4個錯合物： （A）Cr（NH3）6Cl3 → （B）Cr（NH3）5Cl3 → （C）Cr（NH3）4Cl3 → （D）Cr（NH3）3Cl3 → 問：(1)離子化合物為： 。 分子化合物為： 。 (2)各取1莫耳加入足量AgNO3，產生沉澱量的多少： 。 (3)濃度相等時（0.1m） （a）導電度大小： 。 （b）蒸氣壓高低： 。 （c）沸點高低： 。 （d）凝固點高低： 。 (4)有幾何異構物的： 。 無幾何異構物的： 。 2. 有下列2個錯合物： （A）Pt（NH3）4Cl2 → （B）Pt（NH3）2Cl4 → 問：(1)離子化合物為： 。 分子化合物為： 。 (2)各取1莫耳加入足量AgNO3，產生沉澱量的多少： 。 (3)濃度相等時（0.1m） （a）導電度大小： 。 （b）蒸氣壓高低： 。 （c）沸點高低： 。 （d）凝固點高低： 。 (4)純質沸點高低： 。 純質熔點高低： 。 (5)有幾何異構物的： 。 無幾何異構物的： 。 八、錯離子之形狀與混成軌域： 配位數 形狀 混成軌域 錯離子或錯分子 2 直線形 sp 〔Ag（NH3）2〕＋

〔Ag（CN）2〕－ 〔Cu（CN）2〕－ 4 四面體 sp3 _〔Zn（NH 3）4〕2＋ 〔NiCl4〕2－ 〔Ni（CO）4〕 〔AlCl4〕－ 〔Cd（CN）4〕2－ 〔Hg（CN）4〕2－ 4 平面四方形 dsp2 _〔Cu（NH 3）4〕2＋ 〔Ni（CN）4〕2－ 〔Pt（NH3）2Cl2〕 〔Pt（NH3）4〕2＋ 〔AuCl4〕－ 〔PdCl4〕2－ 6 八面體 sp3_d2 _〔Cr（NH 3）6〕3＋ 〔AlF6〕3－ 〔Fe（CN）6〕3－ 〔Fe（CN）6〕4－ 〔Pt（NH3）2Cl4〕 〔Fe（C2O4）3〕3－ 【範例5】 1. 下列敘述那些為對？ （A）〔Zn（NH3）4〕2＋離子為四面體形 （B）〔AlBr4〕－離子為平面四邊形 （C）〔NiCl4〕2－離子為平面四邊形 （D）〔Cr（NH3）3Cl3〕為六面體形 （E）〔Ag（S2O3）2〕3－離子以Ag為角頂之鍵角為180度 2. 下列錯合物之立體結構那些為八面體形？

（A）〔Cu（H2O）4〕2＋ （B）〔CoCl4〕2－ （C）〔Co（NH3）6〕3＋

（D）〔Fe（C2O4）3〕3－ （E）〔Cr（NH3）3（SCN）3〕

3. 下列有關〔Fe（C2O4）3〕3－之敘述，何者錯誤？

（A）為八面體形 （B）鐵的配位數為3 （C）鐵的氧化數為＋3

（D）C2O42－為雙牙基 （E）是d2sp3鍵結

4. 有關錯離子中心原子之配位數，下列各項敘述中何者正確？，

（A）在〔Ni（CN）4〕2－中Ni之配位數為4 （B）在〔Fe（C2O4）3〕3－中Fe之配位數為3

（C）鋅離子在氨水溶液中Zn之配位數為4 （D）亞鈷離子在水溶液中Co之配位數為0 （E）〔Cr（OH）4〕－在鹼性水溶液中Cr之配位數為4

5. 在錯合物Cs〔CoEDTA〕．2H2O中Co的氧化數為＋3，則配基EDTA的氧化數為：

（A）－3 （B）－4 （C）－5 （D）－6 （E）＋1 6. CoCl3．2en（en＝NH2CH2CH2NH2）中

（A）Co3＋_{之配位數＝4 （B）Co}3＋_{之配位數＝6 （C）結合軌域為sp}3_d2

（D）結合軌域為sp3 _{（E）1mol之CoCl}

3．2en加入足量AgNO3會產生3molAgCl沉澱

Ans: 1.AE 2.CDE 3.B 4. AC 5.B 6.BC 九、錯離子之幾何異構物：（不考慮光學異構物） 1. 直線形：沒有幾何異構物。 2. 四面體：沒有幾何異構物。 3. 平面四方形： （1）〔Ma2b2〕： 種。 （2）〔Mabcd〕： 種。 （3）〔M（ab）2〕： 種。【（ab）為雙牙基】 4. 八面體： （1）〔Ma4b2〕及〔Ma4bc〕： 種。 （2）〔Ma3b3〕： 種。 （3）〔Ma3b2c〕： 種。 十、生物界中的錯合物： 一、葉綠素 1、植物中的綠色物質，其為以_____離子為中心離子的錯合物( 配位數為 4) 2、其重要功能在於擔任吸收太陽光以進行光合作用的催化劑

二、血紅素 1、血紅蛋白的一部份，其為以_____離子為中心離子的錯 合物，是紅血球中的紅色物質。其結構包括原血紅素與 一分子 O2或H2O 及構成血紅素的蛋白質結合而成。 2、血液中血紅素的重要功能在於與 O2結合，藉以運送氧 氣 3、當人體吸入 CO 時，CO 與血紅素結合力約為 O2與血紅 素 結合力的 200 倍，故 O2被CO 取代，因而組織細胞缺氧 而窒息，此即 CO 具毒性的原因。 三、草酸溶液去除鐵繡所形成之可溶性錯離子[Fe(C2O4)3]3－

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

一、單選題 1、下列有關過渡元素性質的敘述，何者錯誤？　 (A)過渡元素都是金屬元素　 (B)常溫下過渡元素皆以元素態存在　 (C) Cr 與 Cu 原子的電子組態在 4s 皆填入一個電子 (D)過渡元素的化合物大多具有顏色 2、下列過渡元素，可以存在的各種氧化態中，以何者為最高？　 (A) V　(B) Cr　(C) Mn　(D) Fe 3、下列化合物中溶於水後，具有顏色，且有不成對電子者為：　 (A) KMnO4　(B) CuSO4　(C) K2CrO4　(D) Ag(NH3)2Cl

4、鐵是工業上重要的金屬之一，提煉法是以焦碳在高爐內將鐵礦還原。在生鐵、熟鐵、鋼此三 種物質中，含碳量多寡之順序為：

(A)生鐵>鋼>熟鐵　(B)生鐵>熟鐵>鋼　(C)鋼>熟鐵>生鐵　(D)熟鐵>生鐵>鋼 5、在鼓風爐中不可能發生下列何項反應？　

(A) Fe2O3＋3 CO → 2 Fe＋3 CO2　 (B) Fe2O3＋3 C → 2 Fe＋3 CO　

(C) 2 Fe3O4＋CO → 3 Fe2O3＋C　 (D) CaCO3＋SiO2 → CaSiO3＋CO2

6、欲分離 Al2O3、Fe2O3時需加入哪一種試劑？　 (A)氫氧化鈉水溶液　(B)氨水　(C)氫氟酸　(D)濃硫酸 7、從鐵礦煉製鐵的過程中涉及 2 C(s)＋O2 (g) → 2 CO(g) 與 Fe2O3 (s)＋3 CO(g) → 2 Fe(s)＋3 CO2 (g) 二個化學反應，若第一個反應方程式中所產生的一氧化碳全部用於第二個反應方程式，則欲 產生100 公斤的鐵，需氧若干公斤？（原子量：Fe＝56，C＝12，O＝16）　 (A) 0.428 ×102_{(B) 0.762 × 10}2_{(C) 1.14 × 10}2_{(D) 1.71 × 10}2 8、下列有關銅的敘述，何者正確？